Circuit transmițător Internet LiFi - Transfer semnal USB prin LED

În această postare învățăm cum să transmitem date prin Internet prin LiFi folosind un amplificator de clasă D ca emițător și un circuit de amplificator audio obișnuit ca receptor.

Cum funcționează conceptul Li-Fi

Dacă vă întrebați cum ar putea fi utilizat un concept LiFi pentru transmiterea datelor USB, acest articol vă va oferi toate detaliile pe care le-ați solicitat.

Știm că un concept Li-Fi este utilizat pentru transmiterea datelor digitale într-o premisă dată mai eficient decât orice alt mijloc inventat până acum, mai ales că ideea Li-Fi permite utilizatorului să transmită datele și să ilumineze în plus zona în care este a fost instalat, deci este ca și cum ai obține două beneficii cruciale dintr-o singură unitate.

Vă amintiți dispozitivul nostru de proiecție de film vechi? Este probabil cea mai veche metodă cunoscută de utilizare a luminii pentru transmiterea datelor (imagine).

Deși am avut întotdeauna alte mijloace excelente de transmitere a datelor fără fir, cum ar fi tehnologia Wi-Fi, circuite RF etc., utilizarea luminii în acest scop nu a fost niciodată imaginată pur și simplu pentru că luminile au fost întotdeauna considerate ca unități de tehnologie scăzută și, prin urmare, subestimate, zi în care domnul Harald Hass a descoperit acest potențial ascuns al luminilor (LED-uri) și a arătat lumii cum LED-urile ar putea fi utilizate de fapt pentru transmiterea datelor într-un mod mult mai eficient decât orice alte tehnici contemporane.

Într-unul din articolele noastre anterioare am aflat printr-un exemplu de circuit cu privire la cum să transmiteți eficient semnalul audio printr-un Li-Fi , în acest articol vom merge puțin mai departe și vom învăța cum să transmitem un semnal USB prin Li-Fi.

Deoarece LED-urile sunt dispozitive semiconductoare, acestea devin perfect compatibile pentru manipularea datelor digitale fără nicio formă de distorsiuni. Un LED va reproduce și transmite conținutul de intrare exact așa cum a fost în sursa originală, iar această proprietate face LED-urile extrem de ușor de configurat pentru scopul dorit.

Până acum am înțeles că Li-Fi este o metodă în care LED-ul este utilizat pentru transmiterea unui conținut de înaltă frecvență într-o cameră închisă, care transformă în mod eficient LED-ul într-un transmițător wireless, precum și într-un dispozitiv care produce lumină. Conceptul Li-Fi poate fi utilizat pentru transmiterea și primirea de date muzicale utilizând un LED ca sursă de lumină și, de asemenea, un emițător de muzică fără fir.

Cu toate acestea, cea mai mare provocare este de a utiliza un circuit Li-Fi pentru transmiterea datelor de pe internet folosind piese obișnuite și fără a implica componente sau MCU-uri complexe și dificil de obținut.

Un conector USB constă practic din următoarele detalii de cablare:

1) + 5V
2) Pământ
3) + D
4) -D

+ 5V și masă sunt bornele de alimentare care sunt utilizate în mod normal pentru alimentarea dispozitivului extern conectat.

+ D și -D sunt terminalele de comunicații de date care produc semnalul diferențial complex între ele într-o manieră push-pull, ceea ce înseamnă că + D este referit la -D, în timp ce semnalul -D este referit la terminalele + D . Aceasta este ceea ce face ca transmisia Internetului prin LED să fie atât de confuză și complexă.

Acest lucru m-a forțat să mă gândesc la un design alternativ și mai eficient, care ar putea transmite, de fapt, date USB pe internet prin circuit Li-Fi LED, fără a distorsiona semnalul real și prin utilizarea unor componente obișnuite.

După câteva gândiri, am venit cu următoarele circuite care, sperăm, ar permite transmiterea internetului prin lumina LED.

Pentru transmițător am decis să folosesc un simplu modul de circuit amplificator diferențial folosind IC BD5460 , următoarea imagine prezintă aspectul de bază al acestui circuit de amplificare.

Am modificat designul în circuitul transmițător Li-Fi necesar pentru al face compatibil cu semnalele de internet, așa cum se arată mai jos:

Putem vedea modul în care sunt utilizate terminalele de intrare diferențiale de muzică pentru primirea datelor de pe internet, în timp ce ieșirea este conectată la un LED printr-un redresor de tip bridge.

Utilizarea unui redresor de punte pare a fi o idee inteligentă, altfel ar fi pur și simplu imposibil să transmiteți semnalele push-pull printr-un LED, deoarece un LED nu ar reuși pur și simplu să facă diferența între aceste două semnale.

Prin utilizarea punții, am permis efectiv LED-ului să recunoască ambele jumătăți ale semnalului USB și să îl trimită la receptor fără a provoca distorsiuni în conținutul original.

Circuitul Li-Fi al receptorului

Acum, următoarea provocare pentru mine a fost să mă asigur că datele de internet pulsate rectificate prin LED sunt corect decodate înapoi la forma diferențială originală din secțiunea receptorului.

Acest lucru părea dificil, cu toate acestea, simularea ar putea fi realizată cu ușurință prin utilizarea unui circuit amplificator de putere bazat pe alimentarea dublă, de exemplu Amplificator MOSFET de 100 wați publicate deja pe acest site web au îndeplinit în mod eficient scopul dorit, după cum se arată mai jos:

BJT-urile și mosfetele pot fi orice propunere generală care funcționează cu sursă de 12V / 1amp. Cu toate acestea, dacă doriți o ieșire puternică decodificată, puteți păstra foarte bine valorile originale pentru dispozitive și vă puteți bucura de o ieșire inernet puternică decodificată LiFi.

ACTUALIZAȚI:

În conceptul discutat, am folosit un amplificator de clasă D pentru transmițătorul LiFi, totuși un amplificator de clasă D implică în esență PWM pentru procesarea intrării, ceea ce ar putea fi extrem de nedorit pentru trecerea datelor de pe internet.

Nu dorim să distorsionăm sau să modificăm datele complexe de Internet în niciun fel, prin urmare un amplificator de clasă D poate să nu poată fi aplicat pentru un LiFi de internet.

Conform presupunerii mele, nu avem nevoie de un amplificator classD, ci doar de un Amplificator BTL, care nu implică o funcție PWM , un exemplu de proiectare poate fi observat mai jos folosind IC TDA7052.

Acum, acest lucru arată perfect și se pare că datele de pe Internet ar fi transferate pe LED-ul fără a trece printr-un fel de transformare artificială.

Pentru început, putem merge cu acest circuit amplificator de 1 watt ca emițător Li-Fi și putem folosi un LED de 1 watt la ieșire. Ideea va confirma dacă emițătorul Li-Fi propus funcționează cu adevărat sau nu.

Dacă aveți alte îndoieli cu privire la acest circuit de emițătoare LiFi Internet simplu, dar aparent funcțional, nu ezitați să le exprimați în caseta de comentarii de mai jos.

Adăugarea unei etape Push Pull

În diagrama de mai sus totul arată grozav și se pare că circuitul este pregătit pentru transmiterea datelor Li-F- fără probleme, totuși pare să existe un mic defect în proiectare.

Ce se întâmplă dacă nu există date la intrare? LED-ul s-ar închide pur și simplu și este ceva total inacceptabil într-un concept Li-Fi. Prin urmare, trebuie cumva să ne asigurăm că LED-ul rămâne întotdeauna aprins indiferent de variațiile de intrare sau prezența unei date de intrare.

Pentru a satisface această condiție, trebuie să introducem o etapă de tracțiune de bază LI-FI BJT, care a fost deja discutată în primul nostru articol Li-Fi.

Următoarea imagine arată cum să o faceți:

Designul de mai sus pare acum să fie un circuit transmițător de internet Li-Fi perfect, fără defecte.